Curso de Física - Unidades y Medidas

Magnitud, Medir y Unidad de Medida

Magnitud

Se llama magnitud a toda característica de la materia que pueda ser medida.

Medir

Medir es comparar una medida con otra de su misma unidad.

Unidad de Medida

Es una magnitud de valor conocido y perfectamente definido que se usa como referencia para medir.

Sistema Métrico Decimal

El primer sistema de unidades bien definido que hubo en el mundo fue el Sistema Métrico Decimal, implantado en 1795 como resultado de la Convención Mundial de Ciencia celebrada en Paris, Francia; este sistema tiene una división decimal y sus unidades fundamentales son: el metro, el kilogramo-peso y el litro.

Sistema Cegesimal o CGS

En 1881, se adoptó en el Congreso Internacional de los Electricistas, realizado en París, Francia, un sistema llamado absoluto: el Sistema Cegesimal o CGS propuesto por un alemán llamado Karl Gauss.En este sistema de unidades las magnitudes fundamentales y sus respectivas unidades son: para la longitud el centimetro, para la masa el gramo y para el tiempo el segundo.

Sistema MKS

En 1935 en el Congreso Internacional de los Electricistas celebrado en Bruselas, Bélgica, el ingeniero italiano Giovanni Glorgi propone y logra que se acepte su sistema. Este sistema también recibe el nombre de MKS, cuyas iniciales corresponden al metro, al kilogramo y al segundo como unidades de longitud, masa y tiempo respectivamente.

Sistema Usual en Estados Unidos (SUEU)

Se basa en el sistema inglés, y es muy familiar para todos en Estados Unidos. Usa el pie como unidad de longitud, la libra como unidad de peso o fuerza, y el segundo como unidad de tiempo. En la actualidad, el SUEU está siendo sustituido rápidamente por el sitema internacional, en la ciencia y la tecnología y en algunos deportes. Pero si saben las fórmulas por favor, editar allí, gracias.

Sistema Internacional de Unidades

Debido a que en el mundo científico se buscaba un solo sistema de unidades que resultará práctico, claro y de acuerdo con los avances de la ciencia. En 1960 científicos y técnicos de todo el mundo se reunieron en Ginebra, Suiza, y acordaron adoptar el llamado Sistema Internacional de Unidades (SI). Este sistema se basa en el llamado MKS cuyas iniciales corresponden a metro , Kilogramo y segundo. El Sistema Internacional tiene como magnitudes y unidades fundamentales las siguientes: para longitud el metro (m), para masa el Kilogramo (kg), para tiempo el segundo (s), para temperatura al Kelvin (K), para intensidad de corriente eléctrica al ampere (A), para la intensidad luminosa la candela (cd), y para cantidad de sustancia el mol.

Se espera que en un futuro no muy lejano el Sistema Internacional se acepte totalmente en todo el mundo. Pero, por desgracia, al ser Estados Unidos la principal potencia mundial utilizaremos el SI y el SUEU para los próximos capitulos.

Metro

La unidad fundamental de longitud del sistema métrico se definió originalmente en términos de la distancia desde el polo norte hasta el ecuador. En esa época se creía que esta distancia era de 10 000 kilómetros. Se determinó con cuidado la diezmillonésima parte de esa distancia y se marcó haciendo rayas a una barra de aleación de platino-iridio. Esta barra se guarda en la Ofina Internacional de Pesas y Medidas, en París, Francia. Desde entonces, se ha calibrado el metro patrón de Francia en términos de longitud de onda de luz; es 1 650 763.73 veces la longitud de onda de la luz anaranjada emitida por los átomos de kriptón 86 gaseoso. Ahora se define al metro como la longitud de la trayectoria recorrida por la luz en el vacío durante un intervalo de tiempo de 1/299,792,458 de segundo.

Kilogramo

Es la masa de un cilindro de platino e iridio que se conserva en la oficina de Pesas y Medidas de París.

Es la masa del prototipo que se custodia en la oficina internacional de pesos y medidas de Sévres cerca de París (CGPM-3-1901). s =10-6.

Antes se entendía que era el peso (aunque se le llamaba masa en el protocolo) del prototipo que se custodiaba en la oficina internacional de pesos y medidas de Sévres cerca de París (CGPM-1-1889). s =10-6.

En un futuro, la gran precisión en contar unidades atomicomoleculares por difracción de rayos X en sólidos monocristalinos puede aconsejar redefinir la unidad de masa a partir del mol y de la masa de un átomo concreto, desapareciendo así el último vestigio de los patrones artificiales.

Para la enseñanza primaria puede decirse que un kilogramo es la masa del agua que cabe en una botella de un litro (o la de una piedra grande que puedan lanzar ellos).

Segundo

La unidad oficial de tiempo, para el SI y para el SUEU es el segundo. Hasta 1956 se definía en términos del día solar medio, dividido en 24 horas. Cada hora se divide en 60 minutos, y cada minuto en 60 segundos. Así, hay 86,400 segundos por día y el segundo se definía como la 1/86,400 parte del día solar medio. Esto resulto poco satisfactorio, porque la rapidez de la rotación de la tierra está disminuyendo de forma gradual. En 1956 se escogió al día solar medio del año 1900 como patrón para basar el segundo . En 1964 se definió al segundo, en forma oficial, como la duración de 9,92,631,770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 193.

Newton

Usado para medir la fuerza. Es una unidad derivada de las unidades fundamentales. Por ejemplo: 1N = kg*m/s^2

Joule

Un joule equivale a la cantidad de trabajo efectuado por una fuerza de 1 newton actuando a través de una distancia de 1 metro. En 1948 el joule fue adoptado por la Conferencia Internacional de Pesas y Medidas como unidad de energía.

Kelvin

En la escala Kelvin, la escala termodinámica de temperaturas más empleada, el cero se define como el cero absoluto de temperatura, es decir, -273,15°C. La magnitud de su unidad, llamada kelvin y simbolizada por K, se define como igual a un grado Celsius.